全自动石蜡成型机的挤压系统调节特点及螺杆挤出机构设计

[一]、石蜡成型机的挤压系统调节特点

挤压系统主要控制挤压辊转速和挤压辊间隙，是石蜡成型机的关键组成部分。

固定挤压辊和移动挤压辊平行安装，它们以相同的速度相向转动。旋转动力由减速器带动固定挤压辊旋转，再通过齿轮传动带动移动挤压辊旋转。其中一个固定挤压辊只能旋转，不能做水平移动，移动挤压辊绕轴心旋转的同时，又可以作水平移动，从而实现挤压辊间隙的调整，液压系统中液压缸的作用力通过活塞杆施加于移动挤压辊两端固定的位置上。通过液压系统调节液压缸的输出力，实现对挤压辊作用力的调节，由于不同的粉体物料所需要的作用力不同，因此通过对挤压辊间隙的调整和挤压辊作用力调整，实现在挤压辊旋转的同时，对不同种粉体物料的挤压成型。

当粉体物料进入两挤压辊之间的小间隙时，由于挤压辊的挤压作用，粉体物料被压制成质密的薄片或颗粒，在挤压成型过程中，薄片是质地均匀并且连续的，根据挤压辊结构和尺寸的不同，压制成的产品也会有所不同。石蜡成型技术的关键技术在于不管进入挤压辊之间区域的物料大小如何，施加在粉体物料上的压力需要保持恒定。挤压辊直径、挤压辊间隙与压力关系图，在挤压辊直径不变情况下，挤压辊间隙越小，挤压辊表面压力越大，挤压辊间隙越大，挤压辊表面压力越小，当间隙增大至程度，由于粉体物料的流动性和离散性，粉体物料直接从间隙流过，挤压辊表面压力为零，粉体物料无法挤压成型，而挤压辊间隙过小，造成挤压辊表面压力升高的同时，也会降低生产效率。

所以，石蜡成型机在挤压辊的设计和生产参数设置中，挤压辊直径和挤压辊间隙是影响挤压成型过程的关键因素。

此外，粉体在挤压成型的过程中，粉体从开始受到挤压辊作用力到挤压成型，对应挤压辊轴心的转角，称为咬入角，咬入角主要与粉体物料自身性质有关，而挤压辊的尺寸对咬入角影响较小，压缩性好的物料具有较大的咬入角，而可压缩性差的物料则具有较小的咬入角。这是由于压缩性好的物料表面摩擦力和粒子间的内摩擦力均较大，因而产生较大的咬入角。并且由于挤压辊表面摩擦力的作用，表面粗糙的挤压辊比表面平滑的挤压辊具有大的作用力使物料进入挤压辊之间的间隙。而对于同种类物料，表面粗糙的挤压辊比表面光滑的挤压辊具有大的咬入角，可以使粉体物料好的运动至挤压辊之间的间隙，从而提高粉体物料压制效果。同时，由于摩擦力的增大，也容易使粉体物料在挤压辊表面发生粘结，特别是在遇到粘性比较大的粉体物料时，随着挤压辊连续转动，粉体物料会越粘越多，造成挤压辊间隙堵塞，严重影响生产质量和生产效率。

[二]、石蜡成型机螺杆挤出机构设计

挤出成型工艺具有应用广泛、产品花样多、连续喂料、操作简便以及成本低等优点。挤出成型主要设备是挤出机，挤出机主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机和行星螺杆挤出机，而单螺杆挤出机是聚合物工业中重要的挤出机类型。单螺杆挤出机至关重要的优点是相对成本低、结构设计简单。单螺杆挤出机能加工几乎所有类型的聚合物，包括了很宽的设计要求，所以有着很受欢迎的性价比。

螺杆是挤出生产线的基础组成成分，也是重要的一个组成部分。

现在的螺杆几何学非常复杂，螺杆的设计对于非常有经验的工程师来说也面临很大的困难。螺杆挤出结构的设计不可能，需要进行多次试验之后并加以优化改进。

常规的工业生产用的单螺杆挤出机分喂料段、挤压段(熔融段)和计量段(均化段)三段，其结构原理。螺杆的三段区域螺槽以及功能各不相同，喂料段主要是进行固相聚合物的输送，所以螺槽要求较深；压缩段中固相聚合物逐渐受热转变为液相，完成聚合物的熔融过程，其螺槽逐渐变浅，并逐步积累挤压力；计量段中充满的是熔融状态的聚合物，该聚合物溶体在螺槽中进一步受到螺杆旋转时对其产生的剪切力和挤压力，在该J恒定的压力以及温度作用下，熔融体聚合物不断混合和塑化，并经滤网从模板挤出，后完成成型。

热风循环熔融全自动石蜡成型机和传统的工业生产用的挤出成型机不同，在熔融箱体内受热熔融后才会流入螺杆机筒内，即螺杆机筒内的都是熔融，所以螺杆的设计不需要具备输送、压缩和塑化的功能，即只需要有后的计量段即可，螺杆的设计长度便可以缩短，在不影响其功能的情况下降低了成本。

常规的单螺杆挤出机只要不停地加入固体料，螺杆就能在机筒内不断积聚挤压力将熔融段的聚合物挤出。上文中所叙述的搅拌机构中的螺旋带设计就是出于对熔融顺利挤出的考虑，螺旋带能够向下给予熔融一个挤压力将熔融不停地挤压到螺杆机筒内，同时螺杆采用的是等距变深的结构设计方案，越到口模处落槽越浅，这样螺杆的旋转所产生的剪切力和挤压力也会沿着口模方向越来越大，如此将熔融顺利挤出。